1. 引言
1.1 油藏工程的；历史
油藏工程是从公认的实践中成长起来的，如果油藏能分析和控制的话，油藏工程方法确实可以提高预测油/气藏的开采可预测性和准确性。第一次尝试将流体在多孔介质中流动学归纳组织起来成为一般学科，即一个分支学科，是Mukkat 在1937年提出的。他吸取了Fancher 等人的研究成果，Fancher 测量分析了油藏岩石基本岩石性质（包括孔隙度和渗透率）；他还吸取了Schilthuis 的研究成果，Schilthuis 采集地下油气样品来测量其流体性质，并撰写了标志性的论文，描述解释油气在油藏中流动的驱动能量。这篇论文推导出了第一个物质平衡方程，该物质平衡方程是油藏工程师用来计算原石油气地质储量的基础方法。物质平衡方程是非常有用的方程，它可以独立地用容积方法估算储量。但是，使用公式还是有一定限制，只有在投产后才能应用。
在20世纪40年代早期，Buckley 和Leverett 通过证实毛细管压力和相对渗透率在多相流动中的作用而做出了突出贡献，而Tarner 提出了确定溶解气驱下油藏原油采收率的方程，为理解油气驱替做出了巨大贡献。Tarner 的方法是物质平衡方程的另一个重要的应用。Tarner 的方程以及Buckley 和Beverett 的方程后来被广泛的应用于预测油藏采收率。另外重要的进展是Van Everdingen 与Hurst 所做的贡献，Hurst 提出和解决了预测油藏水侵问题的方程。 在1955年，Moore 回顾了过去25年油藏工程的发展历史，并且展望了未来25年的趋势。但那时，他没有前瞻到就在20世纪50年代初期兴起油藏数值模拟的发展，而且数值模拟的应用及发展是持续性的。今天，数值模拟已成为在油藏工程中最广泛应用的工具；尽管如此，本书对油藏数值模拟方程分析方法不做探讨。油藏数值模拟有很多优点，它采用数值化方法求解多相、多组分流动方程式而给出精确的产量预测。在数值模拟技术应用以前，使用本书研究的基本技术方法对油藏进行分析显得非常重要，这些方法包括：容积法、物质平衡法和递减曲线法。而油藏数值模拟遇到一些很大的限制。首先需要很好的计算机设备和软件来解决方程运算问题。其次，地质储量通过物质平衡法计算比油藏数值模拟模型反推出来计算更容易，因为数值模拟仍然没有很好地解决反算问题。再者，一个油藏数值模拟模型需要很多数据，但有时有些数据可能没有。
上述这些情况并不是减小油藏数值模拟对现代油藏工程的重要作用。而是，在油藏数值模拟应用之前，应该着重采用以下描述的技术方法分析油藏。在我做油藏工程师的早期生涯中，我用了三年的时间为一家大的石油公司开发油藏数值模拟软件，这家公司有好几十个工程师全身心的做数值模拟工作。很快在那之后，我用了5年时间为一家小石油公司工作，在那我是唯一的油藏工程师。这家公司有一个大的油气田要投入开发，还有一些处于不同开采程度的小油气田需要管理，在这些年中，我们只补充了很少员工，我用了大约50%的时间做递减分析；用了25%的时间分析试井资料；用了20%的时间做物质平衡测算分析，尽管我对这些技术方法是熟练的；而仅用了5%的时间做数值模拟工作即可。管理层想要的主要信息是产量预测，尽管油藏数值模拟能够更精确地计算预测产量，但采用递减曲线分析是最快和最有效的方法。
使用递减曲线法拟合历史生产数据并预测产量要追溯到1908年。Arps 在1945年正式推广使用了这项技术，并且在1956年又进一步发展改进了它。但当时，递减曲线法也只是纯粹的经验公式法，缺少基础理论。由于这种方法仍旧被广泛应用，Fetkovich 等人以及Fetkovich 本人曾试图为这项技术找到坚实的理论基础。但他们的努力也让人们进一步理解了这种方法的局限性。但尽管有局限性，递减曲线法仍继续被油藏工程师们广泛使用。
1.2 油藏工程师的任务
油藏工程师的中心任务是围绕着以下问题给出答案。
（1） 有多少油气地质储量
（2） 油藏的驱动机理是什么
（3） 油藏的圈闭机理是什么
（4） 一次采油的油藏采收率是什么
（5） 油藏的将来采油速度是多少？
（6） 采收率如何经济性地提高
（7） 回答上述问题需要什么样的数据
有两种独立的方法可用来计算油气地质储量：容积法和物质平衡法。物质平衡方程和计算出来的各种参数能够指示不同驱动机理的相关驱动速度。Buckley 和Leverett 以及Tarner 的驱替理论能够用于预测将来的采收率和采油速度。递减曲线模型也用来帮助预测采油速度和最终采收率。为提高油藏采收率，通常采用一些注入驱替剂的方法。其中最常用的是注水，但是注汽、注蒸汽、注混合气、火烧油层、注聚合物和注表面活性剂也经常被采用。各种各样的提高原油采收率的方法取决于建立精确的油藏模型。
1.3 数据源
要采用容积法，需要的数据有孔隙度、油层厚度、流体饱和度和地层体积系数。前三个参数可以从测井数据和岩心数据中获得。地层体积系数的确定是通过在井底对油藏流体取样或配制油藏流体样品，之后在实验室测量流体在油藏温度下的压力和体积的相关性。
要使用物质平衡法，需要的数据时油藏流体的压力/体积相关性和作为油藏压力函数的产出原油体积、产出水和产出气。生产数据应该总是精确计量。在过去，有时水产量甚至气的产量不能准确计量。因为物质平衡方程的效用是众所周知的，今天这些数据计量是准确的。要使用Buckley-Leverett 的驱替理论，需要毛细管压力数据，同时使用Tarner 法驱替计算，需要相对渗透率数据。这些数据从特殊岩心分析处理中得出。计算单井产量，需要油藏渗透率和井网布置方式。渗透率也是从岩心渗流实验中得到的。
1.4 基本驱动机理
油藏工程师需要知道和了解原油产出的驱动机理。主要的驱动机理是溶解气驱动、压缩驱动、气顶气驱动、水驱动、重力驱动、润湿驱动和复合驱动。
1.4.1 溶解驱动
如果当一个油藏气油藏压力高于泡点压力时，则该油藏没有原始气顶气。当原油产出时，
1. 引言
1.1 油藏工程的；历史
油藏工程是从公认的实践中成长起来的，如果油藏能分析和控制的话，油藏工程方法确实可以提高预测油/气藏的开采可预测性和准确性。第一次尝试将流体在多孔介质中流动学归纳组织起来成为一般学科，即一个分支学科，是Mukkat 在1937年提出的。他吸取了Fancher 等人的研究成果，Fancher 测量分析了油藏岩石基本岩石性质（包括孔隙度和渗透率）；他还吸取了Schilthuis 的研究成果，Schilthuis 采集地下油气样品来测量其流体性质，并撰写了标志性的论文，描述解释油气在油藏中流动的驱动能量。这篇论文推导出了第一个物质平衡方程，该物质平衡方程是油藏工程师用来计算原石油气地质储量的基础方法。物质平衡方程是非常有用的方程，它可以独立地用容积方法估算储量。但是，使用公式还是有一定限制，只有在投产后才能应用。
在20世纪40年代早期，Buckley 和Leverett 通过证实毛细管压力和相对渗透率在多相流动中的作用而做出了突出贡献，而Tarner 提出了确定溶解气驱下油藏原油采收率的方程，为理解油气驱替做出了巨大贡献。Tarner 的方法是物质平衡方程的另一个重要的应用。Tarner 的方程以及Buckley 和Beverett 的方程后来被广泛的应用于预测油藏采收率。另外重要的进展是Van Everdingen 与Hurst 所做的贡献，Hurst 提出和解决了预测油藏水侵问题的方程。 在1955年，Moore 回顾了过去25年油藏工程的发展历史，并且展望了未来25年的趋势。但那时，他没有前瞻到就在20世纪50年代初期兴起油藏数值模拟的发展，而且数值模拟的应用及发展是持续性的。今天，数值模拟已成为在油藏工程中最广泛应用的工具；尽管如此，本书对油藏数值模拟方程分析方法不做探讨。油藏数值模拟有很多优点，它采用数值化方法求解多相、多组分流动方程式而给出精确的产量预测。在数值模拟技术应用以前，使用本书研究的基本技术方法对油藏进行分析显得非常重要，这些方法包括：容积法、物质平衡法和递减曲线法。而油藏数值模拟遇到一些很大的限制。首先需要很好的计算机设备和软件来解决方程运算问题。其次，地质储量通过物质平衡法计算比油藏数值模拟模型反推出来计算更容易，因为数值模拟仍然没有很好地解决反算问题。再者，一个油藏数值模拟模型需要很多数据，但有时有些数据可能没有。
上述这些情况并不是减小油藏数值模拟对现代油藏工程的重要作用。而是，在油藏数值模拟应用之前，应该着重采用以下描述的技术方法分析油藏。在我做油藏工程师的早期生涯中，我用了三年的时间为一家大的石油公司开发油藏数值模拟软件，这家公司有好几十个工程师全身心的做数值模拟工作。很快在那之后，我用了5年时间为一家小石油公司工作，在那我是唯一的油藏工程师。这家公司有一个大的油气田要投入开发，还有一些处于不同开采程度的小油气田需要管理，在这些年中，我们只补充了很少员工，我用了大约50%的时间做递减分析；用了25%的时间分析试井资料；用了20%的时间做物质平衡测算分析，尽管我对这些技术方法是熟练的；而仅用了5%的时间做数值模拟工作即可。管理层想要的主要信息是产量预测，尽管油藏数值模拟能够更精确地计算预测产量，但采用递减曲线分析是最快和最有效的方法。
使用递减曲线法拟合历史生产数据并预测产量要追溯到1908年。Arps 在1945年正式推广使用了这项技术，并且在1956年又进一步发展改进了它。但当时，递减曲线法也只是纯粹的经验公式法，缺少基础理论。由于这种方法仍旧被广泛应用，Fetkovich 等人以及Fetkovich 本人曾试图为这项技术找到坚实的理论基础。但他们的努力也让人们进一步理解了这种方法的局限性。但尽管有局限性，递减曲线法仍继续被油藏工程师们广泛使用。
1.2 油藏工程师的任务
油藏工程师的中心任务是围绕着以下问题给出答案。
（1） 有多少油气地质储量
（2） 油藏的驱动机理是什么
（3） 油藏的圈闭机理是什么
（4） 一次采油的油藏采收率是什么
（5） 油藏的将来采油速度是多少？
（6） 采收率如何经济性地提高
（7） 回答上述问题需要什么样的数据
有两种独立的方法可用来计算油气地质储量：容积法和物质平衡法。物质平衡方程和计算出来的各种参数能够指示不同驱动机理的相关驱动速度。Buckley 和Leverett 以及Tarner 的驱替理论能够用于预测将来的采收率和采油速度。递减曲线模型也用来帮助预测采油速度和最终采收率。为提高油藏采收率，通常采用一些注入驱替剂的方法。其中最常用的是注水，但是注汽、注蒸汽、注混合气、火烧油层、注聚合物和注表面活性剂也经常被采用。各种各样的提高原油采收率的方法取决于建立精确的油藏模型。
1.3 数据源
要采用容积法，需要的数据有孔隙度、油层厚度、流体饱和度和地层体积系数。前三个参数可以从测井数据和岩心数据中获得。地层体积系数的确定是通过在井底对油藏流体取样或配制油藏流体样品，之后在实验室测量流体在油藏温度下的压力和体积的相关性。
要使用物质平衡法，需要的数据时油藏流体的压力/体积相关性和作为油藏压力函数的产出原油体积、产出水和产出气。生产数据应该总是精确计量。在过去，有时水产量甚至气的产量不能准确计量。因为物质平衡方程的效用是众所周知的，今天这些数据计量是准确的。要使用Buckley-Leverett 的驱替理论，需要毛细管压力数据，同时使用Tarner 法驱替计算，需要相对渗透率数据。这些数据从特殊岩心分析处理中得出。计算单井产量，需要油藏渗透率和井网布置方式。渗透率也是从岩心渗流实验中得到的。
1.4 基本驱动机理
油藏工程师需要知道和了解原油产出的驱动机理。主要的驱动机理是溶解气驱动、压缩驱动、气顶气驱动、水驱动、重力驱动、润湿驱动和复合驱动。
1.4.1 溶解驱动
如果当一个油藏气油藏压力高于泡点压力时，则该油藏没有原始气顶气。当原油产出时，